Образец типовой учебной программы от 23

Метагенез

4. Стадия протометаморфима

Глубокие минералогические преобразования вещества осадочных пород, их структуры и текстуры под влиянием главным образом температуры и давления

Схема этапов образования и преобразования осадочных пород (по Р.С. Безбородову,1989)


Литогенез – (греч. «литос» - камень) все процессы, непосредственно связанные с образованием осадка (сталия седиментогенеза), последующим превращением этих осадков в горную породу (стадия диагенеза), ее изменениями до превращения в метаморфическую породу (стадия катагеназа).
Первая стадия литогенеза – седиментогенез. В эту стадию образуется материал (осадок), преобразование которого дает в результате осадочную горную породу.
Седиментогенез слагается из трех последовательных этапов:
1) мобилизация вещества в коре выветривания;
2) перенос вещества и осадконакопление на водосборных площадях;
3) осадконакопление в конечных водоемах стока.
Экзогенные геологические процессы приводят к физическому и химическому разрушению горных пород, образованию осадочного материала, его удалению и переносу к конечным водоемам стока (озерам, морям). Удаление осадочного материала с водораздельных пространств осуществляется в основном с помощью поверхностных вод, в меньшей мере другими транспортирующими агентами (ветер, лед). Совокупность процессов сноса рыхлых твердых продуктов выветривания получила название механической денудации, а вынос растворенных веществ – химической денудацией. Аккумуляция – это сумма всех процессов накопления осадков, возникающих в понижениях рельефа Земли за счет принесенных денудацией продуктов выветривания. Денудация и аккумуляция (осадконакопление) тесно взаимосвязаны.
В зависимости от форм, в которых поступает в конечные водоемы стока осадочный материал, транспортируемый поверхностными водами, различают четыре группы минеральных веществ:
1) легкорастворимые соли – эти соединения переносятся только в виде истинных растворов;
2) карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов и кремнезем – это компоненты поверхностного стока, обладающие умеренной растворимостью;
3) соединения Fe, Mn, P и малых металлов – это компоненты с низкой растворимостью, что предопределяет их нахождение преимущественно в виде коллоидных соединений или механических взвесей;
4) кварц и разнообразные силикаты и алюмосиликаты – эти компоненты практически нерастворимы, поэтому переносятся как тонкая взвесь или более грубозернистый материал, перемещаемый волочением по дну.
Процессы перемещения и осаждения вещества, внесенного в морские водоемы, весьма многообразны. Прежде всего поступающий с суши материал разносится по акватории бассейна и осваивается им, т.е. смешивается с веществом, уже имеющимся в бассейне. При этом происходит механическое осаждение частиц, внесенных в водоем во взвешенном состоянии, и химико-биологическое осаждение растворенных в воде соединений с образованием твердых фаз, погружающихся на дно.
Распределение осадочного материала по акватории бассейна осуществляется движением воды (волны, приливы – отливы, течения, вертикальное перемешивание).
Одновременно с разносом поступивший в бассейн материал осаждается, и образуется осадок. У обломочных частиц и гелевых сгустков, привнесенных в бассейн во взвешенном состоянии, осаждение сводится к постепенному падению частиц вниз, на дно бассейна. Осаждение же растворенных веществ из морской воды осуществляется химическим путем, биогенно или сорбцией вещества уже меющимися в воде твердыми частицами.
Таким образом, в результате мобилизации, денудации и аккумуляции в конечных водоемах стока или на путях перемещения к нему разнообразного материала образуется осадок. Процессы мобилизации осадочного материала, денудации и аккумуляции объединяются в стадию седиментогенеза.
Только что образовавшийся осадок представляет собой рыхлое или текучее тело, обильно обводненное, богатое микроорганизмами и состоящее из весьма разнородного материала, частью твердого, частью жидкого и газообразного.
Главная особенность свежесформированного осадка – отсутствие равновесия между входящими в его состав реакционноспособными соединениями. Из-за такой неравновесности свежий осадок представляет собой неустойчивую физико-химическую систему. Так, в осадке имеется много кислорода и богатых им веществ, здесь же – живые организмы, нуждающиеся в кислороде для своего существования, и органическое вещество, которое способно к окислению и сгоранию. Пропитывающий иловый осадок вода по составу почти не отличается в первый момент от воды наддонной. Эта вода не насыщена карбонатами, кремнеземом, фосфатами и другими компонентами; в то же время в осадках очень много биогенно осажденных или перенесенных в виде взвеси кальцита, магнезита, кремнезема и других веществ. В состав глинистых минералов в виде примеси входят также поглощенные или катионы многих металлов.
После фиксации осадка на дне естественно начинается процесс уравновешивания этой системы, т.е. после завершения седиментогенеза наступает диагенез – совокупность физико-химических преобразований сложной, многокомпонентной системы реакционно-способных веществ в термодинамических условиях поверхности земной коры.
И наконец, только что сформировавшаяся осадочная порода по мере захоронения и погружения на всё более значительные глубины, испытывает дальнейшие изменения – эпигенез. Движущим фактором и причиной эпигенетических изменений осадочных пород являются не внутренние противоречия (как при диагенезе), а противоречие между вещественным составом породы и теми термодинамическими условиями, в которые она попадает.